Файл: Юсупбеков Н.Р. Автоматизация технологических процессов производства растительных масел.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.06.2024
Просмотров: 125
Скачиваний: 0
зина — 10—12 м3/час, масличность шрота—не более 1%, концентрация мисцеллы — 11 —15%, бензиноемкость шрота (на абсолютно сухое обезжиренное вещество) — 27—28%. При переработке хлопковых семян IV сорта лишь незначительно меняются некоторые из перечис ленных показателей.
Шнековый испаритель наиболее эффективно эксплуа тируется при следующих режимных параметрах работы:
давление |
пара в рубашках нагревательных щнеков — |
|||
4—5 атм., |
в линиях острого |
пара |
при |
поступлении |
внутрь испарителя — 0,3—0,4 |
атм., |
при |
температуре |
|
пара 1 8 0 -200°С. |
|
|
|
|
Шрот, |
выходящий из экстрактора, поступает в шне |
ковый испаритель, нагреваясь до 45—55°С, а выходит оттуда с температурой 100— 110°С; число оборотов верхней и нижней секций — 38 в минуту [33].
Масло, отжатое на форпрессах и полученное после окончательной дистилляции мисцеллы, идет на рафи нирование.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Различают два вида моделирования: физическое и математическое. Первый тип моделирования связан с изучением явлений в моделях одной физической при роды с оригиналом. При этом явление изучают, воспроизводя его в разных масштабах, анализируя влияние физических особенностей и линейных геомет рических размеров. Опытные данные представляют в виде безразмерных степенных комплектов, изображаю щих множество комбинаций различных физических параметров и линейных размеров. Подобный подход позволяет распространить найденные зависимости на группу подобных между собой физических явлений, характеризующихся постоянством критериев подобия
[34].
Для метода физического моделирования характер ны следующие недостатки [35]:
а) при исследовании каждого нового процесса не обходимо создавать новую модель;
б) изменение параметров моделируемого объекта обычно сопряжено с довольно трудоемкими операция ми переделки модели или ее заменой;
12-341 |
177 |
в) |
высокая стоимость |
моделей сложных объектов; |
|
г) |
в ряде случаев метод имеет ограничения |
или во |
|
все не применим; |
|
|
|
д) длительность промышленной реализации лабора |
|||
торных технологических |
разработок. |
матема |
|
На сегодняшний день |
перспективен метод |
тического моделирования, позволяющий осуществить деформацию модели изучаемого процесса на самой ма тематической модели с помощью электронных вычисли тельных машин. Метод математического моделирования позволяет [36]:
а) проводить исследования, направленные на разра ботку теории процесса;
б) во многих случаях избежать полупромышленную и полузаводскую стадии испытания, что значительно сокращает сроки внедрения научной разработки в про мышленность;
в) определить оптимальные технологические ре жимы;
г) оптимально спроектировать технологические ап параты и химические реакторы;
д) рассчитывать и проектировать научно обоснован ную систему автоматического управления процессом.
Математическое моделирование включает три этапа: составление математического описания процесса; реа лизацию математического описания посредством раз работки решения математической модели на ЭВМ и установление адекватности математической модели реальному процессу.
Математическое моделирование бывает аналитиче ское (жесткие модели) и статистическое (вероятност ные модели). Аналитическое моделирование предпо лагает изучение физических и химических процессов, протекающих в объекте. Модель всего процесса ком понуется из отдельных элементов, описывающих из вестные явления теплофизики, гидродинамики, диффу зии и пр., из которых складывается технологический процесс.
Недостаток этого метода: описывают объект, не учитывая влияния посторонних помех, имеющих су щественное значение в реальных условиях.
При статистическом моделировании объект рассма тривают как черный ящик, на который воздействуют
178
определенные параметры, обусловливающие значения выходных параметров, т. е. решается задача нахож дения уравнений зависимости выходных параметров объекта от входных на основании изучения определен ного набора статистических данных.
Преимущество метода: получают модель конкрет
ного |
объекта, |
для |
которого |
разрабатывается система |
||||||||||
автоматического |
управления. |
|
|
зависимости, |
||||||||||
Задача |
моделирования: |
определение |
||||||||||||
представляющей |
собой |
математическую модель объ |
||||||||||||
екта: |
|
|
|
V = F(X, |
f, |
|
W). |
|
|
(217) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Здесь x lt Xj, |
„ |
., |
x n — компоненты |
вектора |
вход |
|||||||||
ных |
параметров |
Х\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
У\ У2. • • •> |
Ут — компоненты |
вектора |
выходных па |
|||||||||||
раметров у; |
<рг — компоненты |
вектора |
управляющих |
|||||||||||
<Pi, |
<рг, |
. . ., |
||||||||||||
параметров 'Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ш,, |
ш2, |
. • ., |
|
— компоненты вектора случайных по |
||||||||||
мех |
W. |
действия |
случайных |
помех |
и неконтроли |
|||||||||
В силу |
||||||||||||||
руемое™ вектора W нахождение конкретного |
вида вы |
|||||||||||||
ражения (217) чрезвычайно затруднено. |
На |
практике |
||||||||||||
ищут более упрощенную |
модель вида |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
у |
= Fi { X |
?). |
|
|
(218) |
|||
Но |
длянадежного |
пользования моделью,выражен |
||||||||||||
ной |
в |
форме(218), в этом |
|
случае необходима |
перио |
|||||||||
дическая корректировка модели во времени [47]. |
||||||||||||||
Если управляющие параметры срь ср2, . . ., |
<рг |
объе |
динить с входными, что возможно при решении задач идентификации, то выражение (218) упростится
у = h т а . |
(219) |
где Хг — объединенный вектор собственно входных и управляющих параметров объекта.
Для раскрытия выражения (219) применяют методы корреляционного и регрессионного анализов.
Рассмотрим (рис. 40) формализованную схему (33; 46] исследуемого объекта — форпрессового и экстрак ционного цехов при производстве хлопкового масла и
179
Рис. |
40. Формализованная |
схема исследуемого объекта. |
|||||||||||
шрота на Янгиюльском масложиркомбинате. |
Ниже при |
||||||||||||
ведены основные параметры изучаемого объекта. |
|
||||||||||||
Группа входных |
параметров: |
|
(атм); |
х 2— толщина |
|||||||||
Хх — давление |
пара |
в |
жаровне |
||||||||||
жмыха |
(мм); х 3 — потребляемый |
форпрессом ток |
(а); |
||||||||||
x t — влажность |
мятки |
(%); |
х 3 — масличность мятки |
||||||||||
(%); -^6 — температура мезги (°С); |
х 7— влажность |
мез |
|||||||||||
ги (%); |
x g — масличность жмыха |
(%); |
х 9 — влажность |
||||||||||
жмыха |
(%); х 1о — расход бензина |
(м3/час); |
х п — обо |
||||||||||
роты вала загрузочной |
колонны экстрактора (об/мин); |
||||||||||||
х 12 —давление |
глухого |
пара |
в шнековом |
испарителе |
|||||||||
(атм); лг13 — давление острого |
пара |
в шнековом |
испа |
||||||||||
рителе (атм). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Группа выходных параметров: |
|
(%); |
у2— маслич |
||||||||||
Ух — цветность |
форпрессового масла |
||||||||||||
ность жмыха (%); |
у3 — концентрация |
мисцеллы (%); |
|||||||||||
у4 — масличность шрота |
(%); у5 — остаточное содержа |
||||||||||||
ние растворителя в шроте (%); |
yG— температура |
шро |
|||||||||||
та (°С). |
|
|
|
связи |
(219) |
в общем виде за |
|||||||
Искомые уравнения |
|||||||||||||
писываются: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) для форпрессового отделения |
|
|
|
|
|
||||||||
|
У1 = /х (-^1, |
Х.2, |
х 3, |
Xi, |
х й, |
Xg, |
х-,); |
|
(220} |
||||
|
Уа = /а (-^i> |
|
л:3, |
x it х ь, |
х 9, |
x-i); |
|
(221) |
|||||
б) для экстракционного отделения |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Уз~ |
|
|
Х9, Х10, Хц )', |
|
|
(222} |
|||||
|
|
|
|
|
л'о. х ю> |
x u)'i |
|
|
(223) |
180